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手机屏幕色域的科普

随着今年S6那块SuperAMOLED的大受好评以及最近坊间盛传”凤”7及之后将采用AMOLED屏幕,AMOLED以及广色域屏热度一下子似乎炒了起来。


什么是”色域”?为什么会有这么多的”色域”?

色域就是指由颜色构成的某个完全的子集。而人类肉眼能看到的色彩空间其实这样定义的:

1931,CIE(国际照明委员会)制订了一套CIE1931 RGB色彩系统,规定将700nm的红,546.1nm的绿以及435.8nm的蓝作为标准三原色以他们为基础构成三角形或多边形空间,囊括它们构成的各种补色就形成了下面这张图,这基本就是人眼所能看到的所有色彩了,这货的标准名称叫做”CIE1931-xy色度图”。

CIE1931-xy色度图

色域越高及包含的颜色越丰富,越接近肉眼所见的真实色彩.


sRGB,NTSC,Adobe RBG色域是什么?之间有什么关系?广色域是什么?

简单来说[NTSC][1]色域就是美国国家电视委员会在1952年制定出来规范彩色电视显示的,而[sRBG][2]色域则是IEC和微软专门针对PC彩色显示器的,通俗叫做标准色彩空间。sRGB比NTSC色域所规定的范围要小不少,大概只有72%左右,但是72%的NTSC色域其实和sRGB并不重合,两者只是面积相当,覆盖的范围是不一样的。上张图便于理解。

三者关系

而随着摄影技术发展起来的Adobe RGB色域,大概涵盖约50%的肉眼可见色。因为相机的CCD和CMOS可采集到的色域已经远远超出了sRGB的范围,很多高端显示器也能做到更高色域。简而言之Adobe RGB是给高端和发烧友使用的。

其实所谓的广色域反之超过72% NTSC色域的其他所有色域,但就国际标准而言,只有色域超过了92% NTSC才能算得上广色域屏幕,三星和LG的AMOLED基本都超过了100%的NTSC色域。


那么当广色域屏幕遇到sRGB内容是会发生什么?两者换过来又会怎样?

要知道的是,目前市面上的相机和扫描仪等色彩输入设备,显示器或投影仪等色彩输出设备,以及Windows和Mac OS等操作系统的默认色域都是sRGB,网页、游戏、程序等也通通都是基于sRGB建立的。

首先sRGB和NTSC色域一样都是用CIE xy坐标体系表示的,也就是说显示最大某种颜色(例如红色)坐标的是一样的。上面也说过,NTSC色域下的最大某种颜色绝对是比sRGB下的最大某种颜色饱和度更高更艳丽。

当手机图片获取器识别出图片中的某色坐标,也告诉了手机要显示出正确的某色坐标,但是屏幕本身却并不是基于sRGB色彩空间的,而是92%的NTSC,此时屏幕应该显示个稍弱的某色。但是屏幕无法知晓这种错误,直接简单粗暴显示出92% NTSC色域下的某色,自然也就过饱和了。

In a word,基于sRGB色域的内容在广色域屏幕上,会发生色域的放大,颜色会发生偏移,画面中的颜色饱和度都会相应提高。

而Adobe RGB色域下的图片看起来偏黯淡是因为Adobe RGB与NTSC相对比较接近,两者差异较小,因此实际显示在屏幕上的画面色彩更接近真实场景。

所以这就是为什么在高色域屏幕(Super AMOLED)手机上看到的照片艳丽无比,但放到其他sRGB色域屏幕手机上(比如iPhone)和显示器上,照片已下载就会变得暗淡失色的原因。

从上面来看,广色域屏幕是能够让基于sRGB色彩空间的内容看起来更加艳丽,但是却牺牲了画面本身的真实性,并且现在依然有很多使用sRGB手机和显示器的用户。「因此这就是为什么同样的朋友圈照片,每个人看到东西不一样,给出的评价也不一样了。


屏幕子像素的排列方式

屏幕子像素的排列方式一般分为两种,一种是标准RGB排列方式,另一种是RGB PenTile排列方式(也就是我们常说的P排)。

RGB排列

RGB排列是最标准的排列方式,它把一个方块形的像素,平均分成三等分,每一块赋予不同的颜色,这样就可以构成一个彩色像素。这也绝大多数液晶显示器以及IPS屏幕所采用的子像素排列方法。

PenTile排列

PenTile排列其实是一种OLED屏幕的像素排列方式,现在采用PenTile排列的屏幕只要为三星的AMLOED和Super AMOLED(当然还有SONY,LG)。

与标准RGB排列的像素点由红绿蓝三个子像素组成的不同,PenTile的单个像素点只有”红绿”或者”蓝绿”两个子像素点组成。我们知道只有三基色才能构成所有的颜色,所以实际显示图像时,PenTile的一个像素点会”借”用与其他相邻的像素点的另一种颜色来构成三基色。水平方向,每个像素和相邻的像素共享自己不具备的那种颜色的子像素,共同达到白色显示。

追其根本,PenTile是一种通过相邻像素公用子像素的方式,减少子像素个数,从而达到以低分辨率去模拟高分辨率的效果。

优点是屏幕的贴合层比用RGB排列IPS屏幕少,所以更艳丽,成本更低。

缺点就不言而喻了。一旦要显示精细内容的时候,清晰度远不及RGB排列的IPS屏幕;

而为了弥补色彩问题,所以在PenTile技术下显示色彩分割区的时候,分割线会产生两倍于实际像素点距的锯齿状纹路,也就是会产生锯齿状边缘。最后一点就是只要显示的内容不是白色,就会出现两倍于点距的网格状斑点。

所以说,RGB PenTile技术的显示屏必须需要拥有足够高的分辨率,才可以弥补由于会产生两倍点距纹理带来的视觉效果下降。

也就是我们通常所说的,「无2K,不A屏.